技術(shù)知識
攪拌站粉煤灰質(zhì)量控制方法探討
作者 盛天機(jī)械 | 發(fā)布時間 2024-12-05
粉煤灰是從電廠煤粉爐煙道氣體中收集的粉末，是一種活性火山灰材料，其組成和性能與煤的品種、燃燒條件及收集工藝有關(guān)。優(yōu)質(zhì)的粉煤灰可改善混凝土拌和物的可泵性、坍落度損失、減少單方用水量等，可降低大體積混凝土的水化熱，提高混凝土的抗?jié)B性、耐化學(xué)侵蝕性等耐久性能。如今，粉煤灰作為混凝土礦物摻合料的一種，已經(jīng)成為預(yù)拌混凝土中必不可少的重要組分和功能材料。根據(jù)多年的攪拌站工作經(jīng)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：市場上有些粉煤灰根據(jù)《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》（GB/T 1596—2017）進(jìn)行檢驗(yàn)時都能合格，但在實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用中卻發(fā)現(xiàn)存在坍損大、有氨味或冒黑油現(xiàn)象等。針對不同質(zhì)量的粉煤灰進(jìn)行檢驗(yàn)，在現(xiàn)行產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上增加從顆粒外形、顏色、氣味、流動形態(tài)等多方面對比，總結(jié)針對攪拌站粉煤灰質(zhì)量控制的補(bǔ)充方案。
1 背景資料（1）粉煤灰的組成及效應(yīng)。粉煤灰是以顆粒形態(tài)存在的，在顯微鏡下觀察，粉煤灰是由玻璃微珠、海綿狀玻璃體、炭粒等組成的復(fù)合結(jié)構(gòu)的混合體。粉煤灰具有“形態(tài)效應(yīng)”“活性效應(yīng)”“微集料效應(yīng)”。（2）粉煤灰的供需現(xiàn)狀。隨著人們對粉煤灰的研究和應(yīng)用的深入，粉煤灰應(yīng)用技術(shù)不斷成熟，市場對粉煤灰的需求量驟增，時有出現(xiàn)供不應(yīng)求現(xiàn)象。而電廠又僅把粉煤灰作為一種廢棄物進(jìn)行處理，只考慮滿足環(huán)保要求，粉煤灰質(zhì)量往往得不到保證。粉煤灰供應(yīng)商為了滿足供給需求和追求最大經(jīng)濟(jì)利益，到處購買導(dǎo)致來源不穩(wěn)定，或人為混裝或加入不明雜質(zhì)，使粉煤灰品質(zhì)變化進(jìn)一步加大。攪拌站使用的粉煤灰的品質(zhì)往往一直處于波動狀態(tài)。（3）GB/T 1596—2017中粉煤灰技術(shù)指標(biāo)包括細(xì)度、需水量比、燒失量、含水量、三氧化硫、游離氧化鈣、密度、安定性、活性指數(shù)等。
為了快速檢驗(yàn)，通常攪拌站在粉煤灰進(jìn)場檢驗(yàn)時，會對每車粉煤灰先進(jìn)行細(xì)度和需水量比檢驗(yàn)，檢驗(yàn)合格先放行接收，后續(xù)對其他指標(biāo)進(jìn)行檢驗(yàn)。實(shí)際上投機(jī)分子可通過后期加工的方式，造成有些造假灰的細(xì)度和需水量比都會合格，而后續(xù)其他指標(biāo)檢驗(yàn)可能出現(xiàn)不合格現(xiàn)象，或?qū)嶋H生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)新拌混凝土坍損大、有氨味或冒泡冒黑油現(xiàn)象等。2 試驗(yàn)方法及結(jié)果（1）常規(guī)試驗(yàn)指標(biāo)：依據(jù)GB/T 1596—2017。（2）顏色：目視檢驗(yàn)對比。（3）顆粒形態(tài)及玻璃體：顯微鏡觀察，放大100倍以上。（4）需水量比：采用生產(chǎn)用的水泥和基準(zhǔn)水泥進(jìn)行需水量比對比試驗(yàn)。（5）銨鹽排查：根據(jù)堿性環(huán)境下銨鹽能發(fā)生釋放氣體的反應(yīng)原理，在粉煤灰中加入適量的NaOH 溶液并攪拌均勻后觀察5min，觀察是否有氣泡生成或刺激性氣味。3 結(jié)果分析（1）顏色判斷。通常粉煤灰顏色為灰白色或淺灰色，當(dāng)出現(xiàn)黃色、黑色、紅色等顏色時，建議通過游離氧化鈣、需水量比、燒失量檢驗(yàn)、混凝土試拌中任意一種方法進(jìn)行驗(yàn)證，有外觀要求的混凝土應(yīng)慎用。粉煤灰顏色變化反映了可能出現(xiàn)廠家變動或煤品質(zhì)波動，與粉煤灰質(zhì)量有直接聯(lián)系。由表1 可知，黃色粉煤灰通常需水量比較低，但游離氧化鈣會偏高，要重點(diǎn)關(guān)注；黑色、褐色粉煤灰的燒失量和需水量比偏高，要重點(diǎn)關(guān)注；灰色燒失量相對較低。
（2）顯微鏡檢查。細(xì)度檢查合格后，可以利用粉煤灰篩余料進(jìn)行顯微鏡檢查，觀察玻璃體數(shù)量及顆粒形狀，沒有玻璃體或顆粒形態(tài)嚴(yán)重不規(guī)則的應(yīng)考慮拒收。同時觀察粉煤灰篩余料黑顆粒數(shù)量，篩余料黑顆粒偏多時應(yīng)進(jìn)行燒失量和需水量比試驗(yàn)確認(rèn)。由圖1、圖2和表1可知，粉煤灰篩析試驗(yàn)后的篩余物黑顆粒多的；圓滑玻璃體少的粉煤灰其需水量比也會高。
（3）需水量比試驗(yàn)。參照GB/T 1596—2017的相關(guān)規(guī)定，使用GSB14—1510強(qiáng)度檢驗(yàn)用水泥標(biāo)準(zhǔn)樣品作為對比水泥。同時，定期采用生產(chǎn)用的水泥和基準(zhǔn)水泥進(jìn)行需水量比對比試驗(yàn)。日常控制時需水量比檢驗(yàn)采用生產(chǎn)用水泥進(jìn)行自控，指導(dǎo)攪拌站實(shí)際生產(chǎn)過程的質(zhì)量控制，采用基準(zhǔn)水泥評定粉煤灰需水量比是否合格。當(dāng)用基準(zhǔn)水泥試驗(yàn)需水量比合格而采用生產(chǎn)用水泥試驗(yàn)需水量比有明顯變化時，應(yīng)進(jìn)行混凝土配合比試拌驗(yàn)證和調(diào)整配合比試驗(yàn)。
（4）粉煤灰中銨鹽的排查。因堿性環(huán)境下鋁與銨鹽能發(fā)生反應(yīng)釋放氣體，建議可模擬混凝土的堿性環(huán)境，在粉煤灰中加入適量的NaOH溶液并攪拌均勻后觀察5min，觀察是否有大量氣泡生成，是否有刺激性氣味，并用潤濕的石蕊試紙檢查是否變色，如試紙變藍(lán)應(yīng)考慮存在銨鹽，給予退貨處理。為加快反應(yīng)進(jìn)程，縮短試驗(yàn)檢測時間可把NaOH 溶液加熱到60～70℃。表1 中19010樣品各項(xiàng)指標(biāo)均表現(xiàn)不錯，但在銨鹽排查試驗(yàn)時發(fā)現(xiàn)有生成刺激性氣體，證明含有銨鹽成分。（5）在上述試驗(yàn)合格的基礎(chǔ)上，繼續(xù)按GB/T 1596—2017規(guī)定進(jìn)行剩余項(xiàng)目試驗(yàn)。4 質(zhì)量控制方案（1）在過磅之前應(yīng)進(jìn)行粉煤灰來源地控制。核對廠家證明材料、車輛GPS軌跡及裝料口是否按要求簽封標(biāo)識，發(fā)現(xiàn)證明材料不全或不符的堅(jiān)決拒收。（2）確保取樣代表性。首先用取樣器對多罐口取樣，取樣器上、中、下部分的樣品混合均勻后進(jìn)行細(xì)度試驗(yàn)。再進(jìn)行動態(tài)取樣，在吹料口安裝閥門，在吹料開始、中部、尾部過程中分別取樣，發(fā)現(xiàn)與取樣器取樣的質(zhì)量明顯差異時立即停止或退貨處理，并執(zhí)行對供應(yīng)商的考核程序。（3）雖然粉煤灰用量不是特別大，但其質(zhì)量對混凝土質(zhì)量影響卻很大，建議進(jìn)行逐車檢驗(yàn)。粉煤灰檢驗(yàn)項(xiàng)目多，全面檢驗(yàn)耗時長，可根據(jù)粉煤灰顏色、顆粒形狀、氣味、流動形態(tài)特征調(diào)整檢驗(yàn)項(xiàng)目順序，有針對性選擇相應(yīng)關(guān)鍵指標(biāo)進(jìn)行優(yōu)先檢驗(yàn)，快速篩選出可能存在的不合格項(xiàng)目。5 結(jié)論攪拌站如何快速、有效控制粉煤灰質(zhì)量已成為混凝土行業(yè)的一個熱門話題，相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)工作者都從生產(chǎn)實(shí)踐中總結(jié)出一些輔助控制方法。從粉煤灰來源地確認(rèn)、多種取樣方式加強(qiáng)樣品代表性，按GB/T 1596—2017 規(guī)定進(jìn)行檢驗(yàn)的基礎(chǔ)上，增加了對每車粉煤灰檢驗(yàn)顏色、顆粒形狀、氣味、流動形態(tài)特征等；根據(jù)輔助檢驗(yàn)項(xiàng)目結(jié)果初步判斷出可能影響指標(biāo)項(xiàng)目，有針對性選擇相應(yīng)關(guān)鍵指標(biāo)進(jìn)行優(yōu)先檢驗(yàn)，快速篩選出可能存在的不合格項(xiàng)目。
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